WO2020246713A1 - 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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WO2020246713A1
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신민용
신성준
유흥종
전진홍
최윤철
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Bodit Inc
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7221—Determining signal validity, reliability or quality
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
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    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor

Definitions

  • the present invention relates to a method, a system, and a non-transitory computer-readable recording medium for correcting sensor data through a specific operation of a user.
  • the present inventor(s) proposes a technology that enables accurate sensor data to be obtained by correcting the sensor data measured by the sensor even when the sensor is worn by the user in a state other than the reference position or the reference tilt. .
  • Patent Document 0001 Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2018-0117376 (2018. 10. 29)
  • An object of the present invention is to solve all the problems of the prior art described above.
  • the present invention acquires specific sensor data that is actually measured by a sensor worn by the above target user while the target user performs a specific action, and while the reference user performs the above specific action, the reference user is referenced.
  • Acquire reference sensor data predicted to be measured by the upper sensor worn by the position and the reference inclination, and at least one motion by the position or slope of the upper sensor worn by at least one user and at least one user above
  • the difference between the specific sensor data above and the reference sensor data above with reference to the estimation model that defines the relationship between the errors that appear in the sensor data measured by the above sensors worn by at least one of the above users while performing Estimates information on the position or tilt of the sensor worn on the target user from above, and refers to the information on the estimated location or tilt, while the target user above performs a random operation
  • Another purpose is to estimate an error expected to be included in the first sensor data actually measured by the above sensor worn on the device.
  • another object of the present invention is to obtain accurate sensor data by correcting sensor data measured by a corresponding sensor even when a sensor is worn by a user in a state other than a reference position or a reference tilt.
  • a typical configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
  • specific sensor data that is actually measured by a sensor worn by the target user while the target user performs a specific operation is acquired, and a reference position is provided to the reference user while the reference user performs the specific operation.
  • the target user is worn from the difference between the specific sensor data and the reference sensor data.
  • a method includes estimating an error expected to be included in the first sensor data being used.
  • specific sensor data that is actually measured by a sensor worn by the target user while the target user performs a specific operation is acquired, and a reference position is provided to the reference user while the reference user performs the specific operation.
  • a sensor data management unit that obtains reference sensor data predicted to be measured by the sensor worn with a reference tilt, a position or tilt of the sensor worn by at least one user, and the at least one user performs at least one operation.
  • the target user is determined from the difference between the specific sensor data and the reference sensor data.
  • the target user is worn on the target user while performing an arbitrary operation.
  • a system including an error estimating unit for estimating an error expected to be included in first sensor data actually measured by the sensor is provided.
  • specific sensor data that is actually measured by a sensor worn by the target user while the target user performs a specific operation is acquired, and the reference position is applied to the reference user while the reference user performs the specific operation.
  • the present invention even when the sensor is worn by the user in a state other than the reference position or the reference inclination, it is possible to obtain accurate sensor data by correcting sensor data measured by the corresponding sensor.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an entire system for correcting sensor data through a specific operation of a user according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of a sensor data correction system according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are diagrams illustrating a process of estimating information on a position or inclination of a sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an entire system for correcting sensor data through a specific operation of a user according to an embodiment of the present invention.
  • the entire system may include a communication network 100, a sensor data correction system 200, and a sensor 300.
  • the communication network 100 may be configured regardless of a communication mode such as wired communication or wireless communication, and may be configured as a local area network (LAN) or a metropolitan area network (MAN). ), and a wide area network (WAN).
  • LAN local area network
  • MAN metropolitan area network
  • WAN wide area network
  • the communication network 100 referred to in this specification may be a known Internet or World Wide Web (WWW).
  • WWW World Wide Web
  • the communication network 100 is not necessarily limited thereto, and may include a known wired/wireless data communication network, a known telephone network, or a known wired/wireless television communication network in at least part thereof.
  • the communication network 100 is a wireless data communication network, such as WiFi communication, WiFi-Direct communication, Long Term Evolution (LTE) communication, 5G communication, Bluetooth communication (low power Bluetooth (BLE) ; Bluetooth Low Energy) communication), infrared communication, ultrasonic communication, and the like may be implemented in at least a part of a conventional communication method.
  • the communication network 100 is an optical communication network, and may implement a conventional communication method such as LiFi (Light Fidelity) in at least a portion thereof.
  • the sensor data correction system 200 acquires specific sensor data that is actually measured by a sensor worn by the above target user while the target user performs a specific operation, and the reference user Acquire reference sensor data predicted to be measured by the above sensor worn by the reference position and the reference tilt to the above reference user while performing the above specific operation, and the location of the above sensor worn by at least one user or With reference to an estimation model that defines the relationship between the inclination and the error appearing in sensor data measured by the above sensor worn by at least one user above while performing at least one motion, the above Estimates information about the position or tilt of the upper sensor worn by the target user above from the difference between the specific sensor data of and the reference sensor data above, and with reference to the information about the estimated position or tilt, the above While the target user performs an arbitrary operation, a function of estimating an error expected to be included in the first sensor data actually measured by the sensor worn by the target user may be performed.
  • the sensor 300 is a digital device that includes a function capable of communicating after connecting to the sensor data correction system 200, and includes a known 6-axis angular velocity/acceleration sensor.
  • I can. Accordingly, acceleration and angular velocity (ie, a velocity inclined in a certain direction) of the X-axis, Y-axis, and Z-axis can be measured by the sensor 300. Furthermore, the angular acceleration may be measured together with or instead of the angular velocity.
  • the sensor 300 may be configured in a form similar to a pedometer in appearance, and may be worn at a location other than the center of the user's body (eg, a right waist or a left waist).
  • the type of the sensor 300 and the position where the sensor 300 is worn according to an embodiment of the present invention may be variously changed within a range that can achieve the object of the present invention.
  • other types of sensors other than angular velocity and acceleration sensors may be included, and may be worn at a location corresponding to the center of the user's body.
  • the senor 300 may include an application (not shown) that supports a user to receive a service such as sensor data correction from the sensor data correction system 200.
  • a service such as sensor data correction from the sensor data correction system 200.
  • Such an application may be downloaded from the sensor data correction system 200 or an external application distribution server (not shown).
  • the characteristics of these applications are the sensor data management unit 210, the sensor information estimation unit 220, the error estimation unit 230, the communication unit 240 and the control unit 250 of the sensor data correction system 200 as described later. May be similar overall to.
  • at least a part of the application may be replaced with a hardware device or a firmware device capable of performing a function substantially the same as or equivalent to the application, if necessary.
  • FIG. 2 is a diagram showing in detail the internal configuration of the sensor data correction system 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor data correction system 200 includes a sensor data management unit 210, a sensor information estimation unit 220, an error estimation unit 230, and a communication unit 240.
  • the control unit 250 may be included.
  • the sensor data management unit 210, the sensor information estimating unit 220, the error estimating unit 230, the communication unit 240, and the control unit 250 are at least partially connected to an external system. It may be a program module that communicates. Such a program module may be included in the sensor data correction system 200 in the form of an operating system, an application program module, or other program module, and may be physically stored in various known storage devices.
  • such a program module may be stored in a remote storage device capable of communicating with the sensor data correction system 200.
  • a program module includes routines, subroutines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform specific tasks or execute specific abstract data types according to the present invention, but is not limited thereto.
  • the sensor data correction system 200 has been described as above, but this description is illustrative, and at least some of the components or functions of the sensor data correction system 200 are included in an external system (not shown) as necessary. It is obvious to those skilled in the art that it may be realized or included in.
  • the sensor data management unit 210 performs a function of acquiring specific sensor data that is actually measured by the sensor 300 worn by the target user while the target user performs a specific operation. can do.
  • the sensor data measured by the sensor 300 Errors may occur.
  • a specific operation may mean a specific operation performed by a target user in a calibration process for estimating and removing the above error.
  • the sensor data management unit 210 acquires specific sensor data that is actually measured by the sensor 300 worn by the target user while the target user performs the specific operation above. can do.
  • the specific sensor data may mean data obtained by aggregating a plurality of sensor data obtained by repeatedly performing a specific operation by a target user, and an average of the values of the plurality of sensor data. As described above, it may mean a result of performing a predetermined operation on the plurality of sensor data.
  • the above specific motion is at least one of the Z axis orthogonal to the horizontal plane, the Y axis parallel to the horizontal plane, and the Y axis and the X axis perpendicular to the Z axis. It may mean an action related to an axis.
  • the positive direction of the X-axis may mean a direction pointing toward the body of the target user. That is, if the target user is walking, the positive direction of the X-axis may mean a direction opposite to the moving direction of the target user.
  • the motion associated with at least one of the above X-axis, Y-axis, and Z-axis means that while the target user performs a specific motion, the motion is applied to at least one of the three axes. It may mean an operation in which rotation or movement occurs.
  • the motion of lowering the waist in which rotation occurs only about the Y-axis the motion of sitting or taking place in which the vertical movement occurs only about the Z-axis, and only the Z-axis. It may include an operation of rotating the body where rotation occurs.
  • a specific operation according to an embodiment of the present invention is not limited to those listed above, and may be variously changed within a range capable of achieving the object of the present invention.
  • a specific motion according to an embodiment of the present invention does not necessarily mean an action associated with only one axis, but includes an action associated with two or more axes.
  • the sensor data management unit 210 may perform a function of providing information on a specific operation to a target user before acquiring specific sensor data.
  • the sensor data management unit 210 may provide guide information on the specific operation to the target user so that the target user can perform a specific operation.
  • the sensor data management unit 210 according to an embodiment of the present invention is designed to generate sound (eg, voice), light (eg, light of a specific color), etc. from the sensor 300. By controlling the sensor 300 of, it is possible to provide guide information for a specific operation to a target user.
  • the sensor data management unit 210 controls the above device so that guide information for the above specific operation is displayed on the display of the device (not shown) to the target user.
  • Guide information for a specific operation can be provided.
  • the device according to an embodiment of the present invention is a digital device including a function capable of communicating after accessing the sensor data correction system 200, and includes a smartphone, a tablet, a smart watch, a smart band, a smart glass, and a desktop.
  • Any digital device equipped with a memory means such as a computer, a notebook computer, a workstation, a PDA, a web pad, a mobile phone, etc. and equipped with a microprocessor and capable of computing can be adopted as the device according to the present invention.
  • the device may include an application (not shown) that supports a target user to receive a service such as sensor data correction from the sensor data correction system 200.
  • Such an application may be downloaded from the sensor data correction system 200 or an external application distribution server (not shown).
  • the sensor data management unit 210 may perform a function of determining whether a target user has performed a specific operation. For example, it may be assumed that the sensor data management unit 210 according to an embodiment of the present invention notifies a target user to perform a bowing motion through an application installed in the device. In this case, the sensor data management unit 210 according to an embodiment of the present invention analyzes the sensor data actually measured by the sensor 300 worn by the target user while the target user performs a certain operation, It can be determined whether the user has performed the motion of lowering the waist, and if it is determined that the motion has been lowered, the measured sensor data can be obtained as target sensor data.
  • the sensor data management unit 210 includes a reference predicted to be measured by the sensor 300 worn at the reference position and the reference tilt to the reference user while the reference user performs a specific operation. It can perform a function of acquiring sensor data.
  • the reference position is such that there is no error according to the wearing position of the sensor 300 in the sensor data predicted to be measured by the sensor 300 while the reference user performs a specific operation. It can mean a location to be.
  • a reference position is a position separated by a predetermined distance to the left from the right end of the right anterior superior iliac spine (ASIS) of the reference user, and a position separated by a predetermined distance to the right from the belly button of the reference user. It can be set in advance, etc.
  • the reference slope is determined according to the wearing angle and the wearing direction of the sensor 300 above in the sensor data predicted to be measured by the sensor 300 while the reference user performs a specific operation. It can mean a slope where there is no error.
  • this reference inclination is preset as a slope in which one side of the sensor 300 faces the body of the reference user and the top of the sensor 300 faces the direction opposite to the direction of gravity. Can be.
  • the reference position and the reference inclination according to an embodiment of the present invention are not limited to those listed above, and may be variously changed within a range capable of achieving the object of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of estimating information about a position or inclination of a sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A it is possible to check a state in which the sensor 300 is worn at a reference position and a reference tilt. And, referring to (b) of FIG. 3, although the sensor 300 is worn with a reference inclination, it can be confirmed that the sensor 300 is not worn at the reference position. And, referring to (c) of FIG. 3, although the sensor 300 is worn at the reference position, it can be confirmed that the sensor 300 is not worn at the reference tilt.
  • the sensor information estimating unit 220 the position or slope of the sensor 300 worn by at least one user and at least one user above while performing at least one operation.
  • a sensor data management unit 210 according to an embodiment of the present invention with reference to an estimation model defining a relationship between errors appearing in sensor data measured by the above sensor 300 worn by at least one user above.
  • a function of estimating information on the position or inclination of the sensor 300 worn by the target user from the difference between the specific sensor data and the reference sensor data obtained by the method may be performed.
  • the sensor information estimating unit 220 includes the position or slope of the sensor 300 worn by at least one user and at least one user above while performing at least one operation.
  • An estimation model may be constructed using empirical data about an error appearing in sensor data measured by the above sensor 300 worn by at least one of the above users.
  • the sensor information estimating unit 220 according to an embodiment of the present invention refers to the difference between the specific sensor data and the reference sensor data acquired by the sensor data management unit 210 according to an embodiment of the present invention. Information about the position or tilt of the sensor 300 worn by the target user may be estimated.
  • the information about the position of the sensor 300 above may include the relative position of the sensor 300 with respect to the reference position, and the information about the slope of the sensor 300 above may include the sensor ( 300) may be included (ie, a direction and angle inclined from the reference slope).
  • the sensor information estimation unit 220 while at least one user (a target user may also be included) wearing the sensor 300 at various positions or at various inclinations while performing at least one operation (which may include a specific operation), information about an error appearing in sensor data measured by the sensor 300 may be collected. And, based on the collected information, by deriving a relationship between the position or tilt of the sensor 300 worn by the user and the error appearing in the sensor data, it is possible to construct an estimation model.
  • 3 and 4 are diagrams illustrating a process of estimating information on a position or inclination of a sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions of the sensor 300 can be checked.
  • the positive direction of the X-axis may mean a direction pointing toward the user's body.
  • the acceleration data of the X-axis and the acceleration data of the Z-axis of the sensor 300 change, but the acceleration data of the Y-axis. Does not change.
  • the X-axis, Y-axis and Z-axis directions of the sensor 300 can confirm.
  • the sensor data measured by the sensor 300 is analyzed while the user bows the waist, not only the acceleration data of the X-axis and the acceleration data of the Z-axis of the sensor 300, but also the acceleration data of the Y-axis are Change. That is, in this case, an error is included in the X-axis, Y-axis, and Z-axis acceleration data of the sensor 300 measured by the sensor 300 while the user bows the waist.
  • the sensor information estimating unit 220 includes an error appearing in the sensor data measured from the sensor 300 during the tilt of the sensor 300 and the user bowing the waist. You can build an estimation model based on.
  • the user rotates the body in a state where the sensor 300 is worn at a reference position at a reference inclination (FIG. 4(a))
  • the user rotates the torso in a state where the sensor data measured by the sensor 300 and the sensor 300 are worn at a reference inclination at a position other than the reference position (Fig. 3(b)) while performing the operation.
  • the sensor data measured by the sensor 300 is analyzed during the operation, the difference between the X-axis acceleration data and the Y-axis acceleration data of the corresponding sensor 300 measured in each state (Fig. (b) The amount of change in the state is larger).
  • the sensor information estimating unit 220 shows the location of the sensor 300 and the sensor data measured from the sensor 300 while the user rotates the body. You can build an estimation model based on the error.
  • the estimation model according to an embodiment of the present invention may be constructed using various known artificial intelligence (machine learning) algorithms. For example, it may be constructed using an artificial neural network such as a convolutional neural network (CNN) or a recurrent neural network (RNN), but is not limited thereto.
  • the sensor information estimating unit 220 according to an embodiment of the present invention performs a function of updating an existing estimation model based on newly acquired information, not only referring to a previously constructed estimation model. I can.
  • Such an estimation model may be used to correct sensor data through a user's specific motion, and further, may be used to analyze a user's posture, correct a posture, and the like.
  • the error estimating unit 230 refers to the information on the position or inclination estimated by the sensor information estimating unit 220 according to an embodiment of the present invention, While performing an arbitrary operation, a function of estimating an error expected to be included in the first sensor data actually measured by a sensor worn by the target user may be performed.
  • the above sensor from the difference between the reference sensor data and the specific sensor data actually measured by the sensor 300 worn by the target user while the target user performs a specific action.
  • the error estimating unit 230 refers to the information about the estimated position or slope, and the above target user During the operation, an error expected to be included in the first sensor data actually measured by the sensor 300 may be estimated.
  • the error estimating unit 230 removes the estimated error from the first sensor data, so that the sensor 300 is positioned in a state other than the reference position or the reference slope. Even when worn on the target user of, accurate sensor data can be obtained.
  • the communication unit 240 performs a function of enabling data transmission and reception from/to the sensor data management unit 210, the sensor information estimation unit 220, and the error estimation unit 230. can do.
  • control unit 250 controls the flow of data between the sensor data management unit 210, the sensor information estimation unit 220, the error estimation unit 230, and the communication unit 240. Can be done. That is, the control unit 250 according to the present invention controls the data flow from/to the outside of the sensor data correction system 200 or the data flow between each component of the sensor data correction system 200, thereby controlling the sensor data management unit 210 ), the sensor information estimating unit 220, the error estimating unit 230, and the communication unit 240 may each perform a unique function.
  • the embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable to those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks. medium), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device can be changed to one or more software modules to perform the processing according to the present invention, and vice versa.

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Abstract

본 발명의 일 태양에 따르면, 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 방법으로서, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 센서의 위치 또는 기울기와 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 적어도 하나의 사용자에 착용되는 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 특정 센서 데이터 및 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 타겟 사용자에 착용되는 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 단계, 및 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

Description

사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
본 발명은 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
근래에 들어, 사무실에 오래 앉아서 일하는 사무직 근로자가 증가하고, 사람들의 스마트 기기의 사용시간이 증가하고 있다. 그러나 사람들이 앉아서 일하거나 스마트 기기를 사용할 때에 잘못된 자세를 취하는 경우가 많고, 이러한 잘못된 자세는 목, 허리, 어깨, 다리 등의 신체 부위에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 따라서, 잘못된 자세는 각종 질환의 원인이 되며, 그 중에서도 특히 경추 질환과 요추 질환을 유발하게 된다.
한국의 건강 보험 심사 평가원의 통계에 따르면, 척추 질환 환자는 2012년 760만명에서 2016년 840만명으로 약 10% 증가했고, 경추 디스크 환자는 동 기간 160만명에서 193만명으로 약 20% 증가했다고 한다. 경추 질환과 요추 질환을 가진 환자의 증가 추세는 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 나타나고 있는 현상인데, 이와 관련된 연구에 의하면, 앉아 있거나 스마트 기기를 사용할 때 올바른 자세를 취하기만 해도 위와 같은 질환을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 질환을 갖고 있는 사람들도 올바른 자세를 취하면 몸의 균형이 개선되고 통증이 완화된다고 한다.
이에 따라, 최근에는 사용자의 신체에 착용되는 센서를 이용하여 그 사용자의 보행 패턴을 추정함으로써 그 사용자의 몸의 균형 등을 분석하고 개선할 수 있도록 지원하는 기술이 개발되고 있다. 이러한 센서들은 사용자의 신체에 착용되어 그 사용자의 신체의 동작을 감지하도록 구성되는데, 센서가 신체에 착용될 때 해당 센서가 기울어진 상태로 착용되거나 정위치에 착용되지 않는 경우 등과 같이 해당 센서가 잘못 착용되는 경우에는 정확한 감지가 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자(들)는, 센서가 기준 위치 또는 기준 기울기가 아닌 상태로 사용자에 착용되는 경우에도 해당 센서에 의하여 측정되는 센서 데이터를 보정함으로써 정확한 센서 데이터를 획득할 수 있도록 하는 기술을 제안하는 바이다.
<선행기술문헌>
<특허문헌>
(특허문헌 0001) 한국공개특허공보 제10-2018-0117376호 (2018. 10. 29)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 위의 특정 동작을 행하는 동안에 위의 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 위의 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하고, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서의 위치 또는 기울기와 위의 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 위의 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 위의 특정 센서 데이터 및 위의 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 위의 타겟 사용자에 착용되는 위의 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하고, 그 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 위의 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 위의 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 센서가 기준 위치 또는 기준 기울기가 아닌 상태로 사용자에 착용되는 경우에도 해당 센서에 의하여 측정되는 센서 데이터를 보정함으로써 정확한 센서 데이터를 획득하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 상기 특정 동작을 행하는 동안에 상기 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 상기 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하는 단계, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기와 상기 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 상기 적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 상기 특정 센서 데이터 및 상기 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 단계, 및 상기 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 상기 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 상기 특정 동작을 행하는 동안에 상기 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 상기 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하는 센서 데이터 관리부, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기와 상기 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 상기 적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 상기 특정 센서 데이터 및 상기 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 센서 정보 추정부, 및 상기 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 상기 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 오차 추정부를 포함하는 시스템이 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명에 의하면, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 위의 특정 동작을 행하는 동안에 위의 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 위의 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하고, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서의 위치 또는 기울기와 위의 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 위의 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 위의 특정 센서 데이터 및 위의 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 위의 타겟 사용자에 착용되는 위의 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하고, 그 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 위의 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 위의 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 센서가 기준 위치 또는 기준 기울기가 아닌 상태로 사용자에 착용되는 경우에도 해당 센서에 의하여 측정되는 센서 데이터를 보정함으로써 정확한 센서 데이터를 획득할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 보정 시스템의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
<부호의 설명>
100: 통신망
200: 센서 데이터 보정 시스템
210: 센서 데이터 관리부
220: 센서 정보 추정부
230: 오차 추정부
240: 통신부
250: 제어부
300: 센서
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
전체 시스템의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템은 통신망(100), 센서 데이터 보정 시스템(200) 및 센서(300)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신망(100)은 유선 통신이나 무선 통신과 같은 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 도시권 통신망(MAN; Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 본 명세서에서 말하는 통신망(100)은 공지의 인터넷 또는 월드 와이드 웹(WWW; World Wide Web)일 수 있다. 그러나, 통신망(100)은, 굳이 이에 국한될 필요 없이, 공지의 유무선 데이터 통신망, 공지의 전화망 또는 공지의 유무선 텔레비전 통신망을 그 적어도 일부에 있어서 포함할 수도 있다.
예를 들면, 통신망(100)은 무선 데이터 통신망으로서, 와이파이(WiFi) 통신, 와이파이 다이렉트(WiFi-Direct) 통신, 롱텀 에볼루션(LTE, Long Term Evolution) 통신, 5G 통신, 블루투스 통신(저전력 블루투스(BLE; Bluetooth Low Energy) 통신 포함), 적외선 통신, 초음파 통신 등과 같은 종래의 통신 방법을 적어도 그 일부분에 있어서 구현하는 것일 수 있다. 다른 예를 들면, 통신망(100)은 광 통신망으로서, 라이파이(LiFi, Light Fidelity) 등과 같은 종래의 통신 방법을 적어도 그 일부분에 있어서 구현하는 것일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 보정 시스템(200)은 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 위의 특정 동작을 행하는 동안에 위의 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 위의 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하고, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서의 위치 또는 기울기와 위의 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 위의 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 위의 특정 센서 데이터 및 위의 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 위의 타겟 사용자에 착용되는 위의 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하고, 그 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 위의 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 위의 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 센서 데이터 보정 시스템(200)의 구성과 기능에 관하여는 이하의 상세한 설명을 통하여 자세하게 알아보기로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서(300)는 센서 데이터 보정 시스템(200)에 접속한 후 통신할 수 있는 기능을 포함하는 디지털 기기로서, 공지의 6축 각속도/가속도 센서를 포함할 수 있다. 따라서, 센서(300)에 의하여 X축, Y축 및 Z축의 가속도와 각속도(즉, 어떤 방향으로 기울어지는 속도)를 측정할 수 있다. 나아가, 각가속도가 각속도와 함께 또는 각속도를 대신하여 측정될 수도 있다. 이러한 센서(300)는 외견상 만보기와 유사한 형태로 구성될 수 있고, 사용자의 신체의 중심이 아닌 위치(예를 들면, 오른편 허리춤이나 왼편 허리춤)에 착용될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서(300)의 종류 및 센서(300)가 착용되는 위치에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 각속도 및 가속도 센서가 아닌 다른 종류의 센서가 포함될 수 있고, 사용자의 신체의 중심에 해당하는 위치에 착용될 수도 있다.
특히, 센서(300)는, 사용자가 센서 데이터 보정 시스템(200)으로부터 센서 데이터 보정 등의 서비스를 제공받을 수 있도록 지원하는 애플리케이션(미도시됨)을 포함할 수 있다. 이와 같은 애플리케이션은 센서 데이터 보정 시스템(200) 또는 외부의 애플리케이션 배포 서버(미도시됨)로부터 다운로드된 것일 수 있다. 한편, 이러한 애플리케이션의 성격은 후술할 바와 같은 센서 데이터 보정 시스템(200)의 센서 데이터 관리부(210), 센서 정보 추정부(220), 오차 추정부(230), 통신부(240) 및 제어부(250)와 전반적으로 유사할 수 있다. 여기서, 애플리케이션은 그 적어도 일부가 필요에 따라 그것과 실질적으로 동일하거나 균등한 기능을 수행할 수 있는 하드웨어 장치나 펌웨어 장치로 치환될 수도 있다.
센서 데이터 보정 시스템의 구성
이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 센서 데이터 보정 시스템(200)의 내부 구성과 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 보정 시스템(200)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 보정 시스템(200)은, 센서 데이터 관리부(210), 센서 정보 추정부(220), 오차 추정부(230), 통신부(240) 및 제어부(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 데이터 관리부(210), 센서 정보 추정부(220), 오차 추정부(230), 통신부(240) 및 제어부(250)는 그 중 적어도 일부가 외부의 시스템과 통신하는 프로그램 모듈일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 또는 기타 프로그램 모듈의 형태로 센서 데이터 보정 시스템(200)에 포함될 수 있고, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈은 센서 데이터 보정 시스템(200)과 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
한편, 센서 데이터 보정 시스템(200)에 관하여 위와 같이 설명되었으나, 이러한 설명은 예시적인 것이고, 센서 데이터 보정 시스템(200)의 구성요소 또는 기능 중 적어도 일부가 필요에 따라 외부 시스템(미도시됨) 내에서 실현되거나 포함될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 그 타겟 사용자에 착용되는 센서(300)에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 실제 사용 환경에서 센서(300)가 기준 위치 또는 기준 기울기가 아닌 상태로 타겟 사용자에게 착용된 상태에서 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 경우에 그 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터에서 오차가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동작은, 위와 같은 오차를 추정 및 제거하기 위한 교정(calibration) 과정에서 타겟 사용자가 행하는 특정한 동작을 의미할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 위의 타겟 사용자가 위의 특정 동작을 행하는 동안에 그 타겟 사용자에 착용되는 센서(300)에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 센서 데이터는, 타겟 사용자가 특정 동작을 반복적으로 행함으로써 획득되는 복수의 센서 데이터를 종합한 데이터를 의미할 수 있고, 그 복수의 센서 데이터의 값의 평균과 같이 그 복수의 센서 데이터에 대하여 소정의 연산을 수행한 결과를 의미할 수도 있다.
계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위의 특정 동작은 지평면과 직교하는 Z축, 그 지평면과 평행한 Y축, 및, 위의 Y축 및 Z축에 직각인 X축 중 적어도 하나의 축에 연관되는 동작을 의미할 수 있다. 여기서, X축의 양의 방향은 타겟 사용자의 몸 쪽을 가리키는 방향을 의미할 수 있다. 즉, 타겟 사용자가 걷고 있는 상태라면, X축의 양의 방향은 타겟 사용자의 진행 방향의 반대 방향을 의미할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위의 X축, Y축 및 Z축 중 적어도 하나의 축에 연관되는 동작이란, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 위의 세 축 중 적어도 하나의 축에 대해서 회전 또는 이동이 발생하는 동작을 의미할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위의 특정 동작에는, Y축에 대해서만 회전이 발생하는 허리를 숙이는 동작, Z축에 대해서만 상하 이동이 발생하는 앉거나 일어나는 동작, Z축에 대해서만 회전이 발생하는 몸통을 회전하는 동작 등이 포함될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동작은 위에서 열거된 것에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동작은, 반드시 하나의 축에만 연관되는 동작을 의미하는 것이 아니며, 둘 이상의 축에 연관되는 동작을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 특정 센서 데이터를 획득하기 전에 타겟 사용자에게 특정 동작에 대한 정보를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 타겟 사용자가 특정 동작을 행할 수 있도록 그 타겟 사용자에게 그 특정 동작에 대한 안내 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 센서(300)에서 소리(예를 들면, 음성), 빛(예를 들면, 특정 색상의 빛) 등이 발생되도록 위의 센서(300)를 제어함으로써 타겟 사용자에게 특정 동작에 대한 안내 정보를 제공할 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 디바이스(미도시됨)의 디스플레이에 위의 특정 동작에 대한 안내 정보가 표시되도록 위의 디바이스를 제어함으로써 타겟 사용자에게 특정 동작에 대한 안내 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스는 센서 데이터 보정 시스템(200)에 접속한 후 통신할 수 있는 기능을 포함하는 디지털 기기로서, 스마트폰, 태블릿, 스마트 워치, 스마트 밴드, 스마트 글래스, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 워크스테이션, PDA, 웹 패드, 이동 전화기 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기라면 얼마든지 본 발명에 따른 디바이스로서 채택될 수 있다. 특히, 디바이스는, 타겟 사용자가 센서 데이터 보정 시스템(200)으로부터 센서 데이터 보정 등의 서비스를 제공받을 수 있도록 지원하는 애플리케이션(미도시됨)을 포함할 수 있다. 이와 같은 애플리케이션은 센서 데이터 보정 시스템(200) 또는 외부의 애플리케이션 배포 서버(미도시됨)로부터 다운로드된 것일 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 타겟 사용자가 특정 동작을 수행했는지 여부를 판단하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)가 디바이스에 설치된 어플리케이션을 통하여 타겟 사용자에게 허리를 숙이는 동작을 행할 것을 알리는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 타겟 사용자가 어떤 동작을 하는 동안에 그 타겟 사용자에 착용되는 센서(300)에 의하여 실제로 측정되는 센서 데이터를 분석하여 그 타겟 사용자가 허리를 숙이는 동작을 행했는지 여부를 판단할 수 있고, 허리를 숙이는 동작을 행했다고 판단된다면, 그 측정되는 센서 데이터를 타겟 센서 데이터로서 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)는, 기준 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 그 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 센서(300)에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 위치는 기준 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 센서(300)에 의해 측정될 것으로 예측되는 센서 데이터에 그 센서(300)의 착용 위치에 따른 오차가 없게 되는 위치를 의미할 수 있다. 예를 들면, 이러한 기준 위치는, 기준 사용자의 오른쪽 전상장골극(ASIS; Anterior Superior Iliac Spine)의 오른쪽 끝으로부터 왼쪽으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치, 기준 사용자의 배꼽으로부터 오른쪽으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치 등으로 미리 설정될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 기울기는 기준 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 센서(300)에 의해 측정될 것으로 예측되는 센서 데이터에 위의 센서(300)의 착용 각도 및 착용 방향에 따른 오차가 없게 되는 기울기를 의미할 수 있다. 예를 들면, 이러한 기준 기울기는, 위의 센서(300)의 일면이 기준 사용자의 몸 쪽을 향하도록 하고 위의 센서(300)의 상단이 중력 방향과 반대 방향을 향하도록 하는 기울기 등으로 미리 설정될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 위치 및 기준 기울기는 위에서 열거된 것에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 센서(300)가 기준 위치 및 기준 기울기로 착용된 상태를 확인할 수 있다. 그리고, 도 3의 (b)를 참조하면, 센서(300)가 기준 기울기로 착용되었지만, 기준 위치에 착용되지 않은 상태를 확인할 수 있다. 그리고, 도 3의 (c)를 참조하면, 센서(300)가 기준 위치에 착용되었지만, 기준 기울기로 착용되지 않은 상태를 확인할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 센서(300)의 위치 또는 기울기와 위의 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 위의 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)에 의하여 획득되는 특정 센서 데이터 및 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 타겟 사용자에 착용되는 센서(300)의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 적어도 하나의 사용자에 착용되는 센서(300)의 위치 또는 기울기와 위의 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 위의 적어도 하나의 사용자에 착용되는 위의 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차에 관한 경험적인 데이터를 이용하여 추정 모델을 구축할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 데이터 관리부(210)에 의하여 획득되는 특정 센서 데이터 및 기준 센서 데이터 사이의 차이를 참조하여 타겟 사용자에게 착용되는 센서(300)의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정할 수 있다. 여기서, 위의 센서(300)의 위치에 관한 정보에는 기준 위치에 대한 그 센서(300)의 상대적인 위치가 포함될 수 있고, 위의 센서(300)의 기울기에 관한 정보에는 기준 기울기에 대한 그 센서(300)의 상대적인 기울기(즉, 기준 기울기로부터 기울어진 방향과 각도)가 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 적어도 하나의 사용자(타겟 사용자도 포함될 수 있음)가 센서(300)를 다양한 위치에 또는 다양한 기울기로 착용한 상태에서 적어도 하나의 동작(특정 동작도 포함될 수 있음)을 행하는 동안에, 그 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차에 관한 정보를 수집할 수 있다. 그리고, 그 수집되는 정보에 기초하여, 사용자에 착용되는 센서(300)의 위치 또는 기울기와 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 도출함으로써, 추정 모델을 구축할 수 있다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
예를 들면, 도 4의 (a)를 참조하면, 센서(300)가 기준 위치 및 기준 기울기로 사용자에 착용된 경우에 해당 센서(300)의 X축, Y축 및 Z축의 방향을 확인할 수 있다. 여기서 X축의 양의 방향은 사용자의 몸 쪽을 가리키는 방향을 의미할 수 있다. 이러한 경우, 사용자가 허리를 숙이는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터를 분석하면, 해당 센서(300)의 X축의 가속도 데이터 및 Z축의 가속도 데이터는 변화하지만, Y축의 가속도 데이터에는 변화하지 않는다.
계속하여, 도 4의 (b)를 참조하면, 센서(300)가 기준 위치에 기준 기울기가 아닌 기울어진 기울기로 사용자에 착용된 경우에 해당 센서(300)의 X축, Y축 및 Z축의 방향을 확인할 수 있다. 이러한 경우, 사용자가 허리를 숙이는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터를 분석하면, 해당 센서(300)의 X축의 가속도 데이터 및 Z축의 가속도 데이터뿐만 아니라, Y축의 가속도 데이터도 변화한다. 즉, 이러한 경우에는 사용자가 허리를 숙이는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)에 의해 측정되는 해당 센서(300)의 X축, Y축, 및 Z축 가속도 데이터에 오차가 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 이와 같은 센서(300)의 기울기와 사용자가 허리를 숙이는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)로부터 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차를 바탕으로 추정 모델을 구축할 수 있다.
다른 예를 들면, 도 3의 (b)와 도 4의 (a)를 참조하면, 센서(300)가 기준 위치에 기준 기울기로 착용된 상태(도 4의 (a))에서 사용자가 몸통을 회전하는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터 및 해당 센서(300)가 기준 위치가 아닌 위치에 기준 기울기로 착용된 상태(도 3의 (b))에서 사용자가 몸통을 회전하는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)에 의해 측정되는 센서 데이터를 분석하면, 각각의 상태에서 측정되는 해당 센서(300)의 X축의 가속도 데이터 및 Y축 가속도의 데이터의 변화량 사이에 차이(도 3의 (b) 상태에서의 변화량이 더 큼)가 발생하게 된다. 즉, 이러한 경우에는 사용자가 몸통을 회전하는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)에 의해 측정되는 해당 센서(300)의 X축 및 Y축 가속도 데이터에 오차가 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 이와 같은 센서(300)의 위치와 사용자가 몸통을 회전하는 동작을 행하는 동안에 해당 센서(300)로부터 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차를 바탕으로 추정 모델을 구축할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정 모델은 다양한 공지의 인공 지능(머신 러닝) 알고리즘을 이용하여 구축될 수 있다. 예를 들면, 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network; CNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network; RNN) 등과 같은 인공 신경망을 이용하여 구축될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)는, 미리 구축된 추정 모델을 참조로 하는 것에 그치지 않고, 새롭게 획득되는 정보에 기초하여 기존의 추정 모델을 갱신하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 추정 모델은, 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 데에 활용될 수 있고, 나아가 사용자의 자세 분석, 자세 교정 등에 활용될 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 오차 추정부(230)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정보 추정부(220)에 의하여 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 그 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 위의 타겟 사용자에 착용되는 센서(300)에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터 및 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 위의 센서(300)의 위치 또는 기울기에 관한 정보가 추정되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오차 추정부(230)는, 그 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 위의 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 위의 센서(300)에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 오차 추정부(230)는, 그 추정되는 오차를 위의 제1 센서 데이터에서 제거함으로써, 위의 센서(300)가 기준 위치 또는 기준 기울기가 아닌 상태로 위의 타겟 사용자에 착용되는 경우에도 정확한 센서 데이터를 획득할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(240)는 센서 데이터 관리부(210), 센서 정보 추정부(220) 및 오차 추정부(230)로부터의/로의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(250)는 센서 데이터 관리부(210), 센서 정보 추정부(220), 오차 추정부(230) 및 통신부(240) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(250)는 센서 데이터 보정 시스템(200)의 외부로부터의/로의 데이터 흐름 또는 센서 데이터 보정 시스템(200)의 각 구성요소 간의 데이터 흐름을 제어함으로써, 센서 데이터 관리부(210), 센서 정보 추정부(220), 오차 추정부(230) 및 통신부(240)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 방법으로서,
    타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 상기 특정 동작을 행하는 동안에 상기 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 상기 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하는 단계,
    적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기와 상기 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 상기 적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 상기 특정 센서 데이터 및 상기 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 단계, 및
    상기 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 상기 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 동작은, 지평면과 직교하는 Z축, 상기 지평면과 평행한 Y축, 및, 상기 Y축 및 상기 Z축에 직각인 X축 중 적어도 하나의 축에 연관되는
    방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 특정 동작에는, 허리를 숙이는 동작, 앉거나 일어나는 동작, 및 몸통을 회전하는 동작 중 적어도 하나가 포함되는
    방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 특정 센서 데이터를 획득하기 전에 상기 타겟 사용자에게 상기 특정 동작에 대한 정보를 제공하는
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서에는, 가속도 센서 및 각속도 센서가 포함되는
    방법.
  6. 제1항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  7. 사용자의 특정 동작을 통해 센서 데이터를 보정하는 시스템으로서,
    타겟 사용자가 특정 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 센서에 의해 실제로 측정되는 특정 센서 데이터를 획득하고, 기준 사용자가 상기 특정 동작을 행하는 동안에 상기 기준 사용자에 기준 위치 및 기준 기울기로 착용되는 상기 센서에 의해 측정될 것으로 예측되는 기준 센서 데이터를 획득하는 센서 데이터 관리부,
    적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기와 상기 적어도 하나의 사용자가 적어도 하나의 동작을 행하는 동안에 상기 적어도 하나의 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 측정되는 센서 데이터에서 나타나는 오차 사이의 관계를 정의하는 추정 모델을 참조하여, 상기 특정 센서 데이터 및 상기 기준 센서 데이터 사이의 차이로부터 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서의 위치 또는 기울기에 관한 정보를 추정하는 센서 정보 추정부, 및
    상기 추정되는 위치 또는 기울기에 관한 정보를 참조하여, 상기 타겟 사용자가 임의의 동작을 행하는 동안에 상기 타겟 사용자에 착용되는 상기 센서에 의해 실제로 측정되는 제1 센서 데이터에 포함될 것으로 예상되는 오차를 추정하는 오차 추정부를 포함하는
    시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 특정 동작은, 지평면과 직교하는 Z축, 상기 지평면과 평행한 Y축, 및, 상기 Y축 및 상기 Z축에 직각인 X축 중 적어도 하나의 축에 연관되는
    시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 특정 동작에는, 허리를 숙이는 동작, 앉거나 일어나는 동작, 및 몸통을 회전하는 동작 중 적어도 하나가 포함되는
    시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 센서 데이터 관리부는, 상기 특정 센서 데이터를 획득하기 전에 상기 타겟 사용자에게 상기 특정 동작에 대한 정보를 제공하는
    시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 센서에는, 가속도 센서 및 각속도 센서가 포함되는
    시스템.
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